国内首条吉瓦级AEM制膜生产线投产,助力绿氢项目发展
东南网2月4日报道(福建日报记者 傅韬旭)
2月2日,嘉膜科技(厦门)有限公司的生产车间当中,有着规律且低沉的机器运转声音,一条宽度大概0.8米、厚度为110微米的浅黄色薄膜,正从设备里面,以匀速的状态延展出来,接着被精准收卷成为圆筒形状。这是国内第一条吉瓦级AEM制膜的生产线,在近期成功实现连续稳定规模化生产,年产能能够达到6万平方米。
嘉庚创新实验室研究员、嘉膜科技董事长张秋根的语气透着欣慰道,正在生产的这款产品,是110微米阴离子交换膜,属老客户订单,该客户此前已多次采购应用于200kW电解槽,经多轮严苛测试验证,产品各项性能指标均符合要求,此次客户再次下单,还计划将产品拓展应用于兆瓦级电解槽项目,这意味着阴离子交换膜在电解水制氢领域的工程化应用成熟度实现跨越式提升,具备支撑兆瓦级规模化绿氢项目稳定运行的工业化应用条件。
一张薄得如同蝉翼的膜,是第三代电解水制氢技术(简称为“AEM技术”)取得突破的关键之处,它处在电解槽的中心部位,其离子电导率、稳定性以及耐久性,直接对电解槽能否高效率且安全地运行产生关联,技术的核心难点,是隔膜的氢氧阻隔性能还有稳定性。张秋根介绍,过去,这类材料长时间依靠进口,现今,这条产线不但达成了绿氢核心材料的国产替换,还让成本降低了将近50%,从根源上削减了绿氢全产业链的成本,为绿氢技术规模化应用以及产业化加速提供了关键支持。
去年5月,有一家来自浙江的客户来到车间,订购了产品,在现场验完货之后,直接进行了打包,然后带走,该订单成为了产线首个大批量出货的销售订单,大家对此都激动不已。回忆起当时的场景,张秋根仍然难以掩饰喜色。依托嘉庚创新实验室平台,制膜技术成功地从实验室走向了生产车间,现在已经占据了全国市场份额的50%以上。
取得亮眼成绩,这是因为离不开对每一个生产细节进行极致追求。有一条近60米长的产线,在这条产线上涵盖了制浆、涂布、热风烘干、成品收卷等多个工段。热风烘干段是由10节烘箱组成的,它对膜的成型是尤为关键的。每节烘箱的屏幕上,都实时跳动着不同的温度和风速参数。
不同阶段对干燥速率有着不一样的要求,每个状态都得进行精确控制。张秋根讲道,生产过程如同制作蛋糕,要先高温定型,接着中温熟化,最后低温收干,因而,膜成型过程的温度控制也采用分段式进行设计。为保证膜性能的稳定,团队历经多轮论证,最终确定了最佳温段与风速组合。
制浆之后,进行涂布复合,接着热风烘干,然后成品收卷,每一道工序都要求高度精细化操作。“该类膜的生产技术门槛高,所以需要标准化生产来保证产品质量的一致性。” 张秋根说,从上游生产原材料单体开始,到合成树脂,再到成膜,全产业链生产技术均已实现自主化与国产化,并且具备规模化交付的能力。
除了进行全流程的质量管控之外,在产线的旁边还同步设立了测试中心,并且配备了精密的测试设备,借此能够实现“即产即检”。张秋根表示,“全过程的质量控制以及最终的精密检测,替产品品质插上了‘双重保险’”。企业拥有专业化分析检测团队,该团队涵盖了材料科学、化学工程、电化学等多个学科领域,能够依据客户需求制定个性化测试方案,以此确保测试结果具备准确性和可靠性。
缘由技术具备先进性,嘉庚创新实验室牵头进行申报的《阴离子交换膜电解槽第1部分:阴离子交换膜测试方法》,获得了国家标准化管理委员会批准而后立项,达成了我国这一领域国家标准“零的突破”,并且还是我省牵头制定的首个氢能领域国家标准。
当前,AEM技术尚处于工程验证以及示范阶段,距离绿氢达成大规模生产应用还要两到三年时间。可是,面向未来,张秋根已然给出明晰规划:其一,持续提高产品的一致性,把工艺波动降低到最低程度;其二,努力把膜的使用寿命从当前的五万小时延长至八万小时。 “我们期望凭借更稳定、更耐久的‘膜’力,去迎接绿氢规模化、商业化时期的全面来临。”张秋根讲道。
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